నిర్మాణంInGaAs ఫోటోడిటెక్టర్
1980ల నుండి, పరిశోధకులు InGaAs ఫోటోడిటెక్టర్ల నిర్మాణాన్ని అధ్యయనం చేస్తున్నారు, వీటిని మూడు ప్రధాన రకాలుగా సంగ్రహించవచ్చు: InGaAs లోహం, సెమీకండక్టర్, లోహం.ఫోటో డిటెక్టర్లు(MSM-PD), InGaAsపిన్ ఫోటోడిటెక్టర్లు(పిన్-పిడి), మరియు InGaAsహిమపాత ఫోటోడిటెక్టర్లు(APD-PD). విభిన్న నిర్మాణాలతో కూడిన InGaAs ఫోటోడిటెక్టర్ల ఉత్పత్తి ప్రక్రియ మరియు వ్యయంలో గణనీయమైన వ్యత్యాసాలు ఉన్నాయి, అలాగే పరికర పనితీరులో కూడా గణనీయమైన వ్యత్యాసాలు ఉన్నాయి.
షాట్కీ జంక్షన్ ఆధారంగా రూపొందించబడిన ఒక ప్రత్యేక నిర్మాణమైన InGaAs లోహ సెమీకండక్టర్ మెటల్ ఫోటోడిటెక్టర్ నిర్మాణం యొక్క రేఖాచిత్రం చిత్రంలో చూపబడింది. 1992లో, షీ మరియు ఇతరులు ఎపిటాక్సియల్ పొరలను పెంచడానికి మరియు InGaAs MSM ఫోటోడిటెక్టర్లను తయారు చేయడానికి అల్ప-పీడన మెటల్ ఆర్గానిక్ ఆవిరి దశ ఎపిటాక్సీ (LP-MOVPE) సాంకేతికతను ఉపయోగించారు. ఈ పరికరం 1.3 μm తరంగదైర్ఘ్యం వద్ద 0.42 A/W అధిక ప్రతిస్పందనను మరియు 1.5 V వద్ద 5.6 pA/μm² కంటే తక్కువ డార్క్ కరెంట్ను కలిగి ఉంది. 1996లో, పరిశోధకులు అధిక నిరోధక లక్షణాలను ప్రదర్శించే InAlAs InGaAs InP ఎపిటాక్సియల్ పొరలను పెంచడానికి వాయు-దశ మాలిక్యులర్ బీమ్ ఎపిటాక్సీ (GSMBE)ని ఉపయోగించారు. ఎక్స్-రే వివర్తన కొలతల ద్వారా పెరుగుదల పరిస్థితులు ఆప్టిమైజ్ చేయబడ్డాయి, దీని ఫలితంగా InGaAs మరియు InAlAs పొరల మధ్య 1 × 10⁻³ పరిధిలో లాటిస్ వ్యత్యాసం ఏర్పడింది. ఫలితంగా, పరికరం పనితీరు మెరుగుపరచబడింది, 10 V వద్ద 0.75 pA/μm² కంటే తక్కువ డార్క్ కరెంట్ మరియు 5 V వద్ద 16 ps వేగవంతమైన ట్రాన్సియెంట్ రెస్పాన్స్ను కలిగి ఉంది. మొత్తంమీద, MSM స్ట్రక్చర్ ఫోటోడిటెక్టర్ సరళమైన మరియు సులభంగా ఇంటిగ్రేట్ చేయగల నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంది, ఇది తక్కువ డార్క్ కరెంట్ను (pA స్థాయిలో) ప్రదర్శిస్తుంది, కానీ మెటల్ ఎలక్ట్రోడ్ పరికరం యొక్క ప్రభావవంతమైన కాంతి శోషణ ప్రాంతాన్ని తగ్గిస్తుంది, దీని ఫలితంగా ఇతర నిర్మాణాలతో పోలిస్తే రెస్పాన్సివిటీ తక్కువగా ఉంటుంది.
పటంలో చూపిన విధంగా, InGaAs PIN ఫోటోడిటెక్టర్లో P-రకం కాంటాక్ట్ లేయర్ మరియు N-రకం కాంటాక్ట్ లేయర్ మధ్య ఒక ఇంట్రిన్సిక్ లేయర్ చొప్పించబడి ఉంటుంది. ఇది డిప్లీషన్ రీజియన్ వెడల్పును పెంచుతుంది, తద్వారా ఎక్కువ ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జతలను ప్రసరింపజేసి, అధిక ఫోటోకరెంట్ను ఏర్పరుస్తుంది, ఫలితంగా ఇది అద్భుతమైన ఎలక్ట్రానిక్ వాహకతను ప్రదర్శిస్తుంది. 2007లో, పరిశోధకులు తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత బఫర్ లేయర్లను పెంచడానికి MBEను ఉపయోగించారు, ఇది ఉపరితల గరుకుదనాన్ని మెరుగుపరిచి, Si మరియు InP మధ్య ఉన్న లాటిస్ మిస్మ్యాచ్ను అధిగమించింది. వారు MOCVDని ఉపయోగించి InP సబ్స్ట్రేట్లపై InGaAs PIN నిర్మాణాలను ఇంటిగ్రేట్ చేశారు, మరియు ఆ పరికరం యొక్క రెస్పాన్సివిటీ సుమారుగా 0.57 A/Wగా ఉంది. 2011లో, పరిశోధకులు చిన్న మానవరహిత భూ వాహనాల నావిగేషన్, అడ్డంకి/ఢీకొనడాన్ని నివారించడం, మరియు లక్ష్యాన్ని గుర్తించడం/గుర్తించడం కోసం ఒక స్వల్ప-శ్రేణి LiDAR ఇమేజింగ్ పరికరాన్ని అభివృద్ధి చేయడానికి PIN ఫోటోడిటెక్టర్లను ఉపయోగించారు. ఈ పరికరాన్ని ఒక తక్కువ-ధర మైక్రోవేవ్ యాంప్లిఫైయర్ చిప్తో ఇంటిగ్రేట్ చేశారు, ఇది InGaAs PIN ఫోటోడిటెక్టర్ల సిగ్నల్-టు-నాయిస్ నిష్పత్తిని గణనీయంగా మెరుగుపరిచింది. ఈ ప్రాతిపదికన, 2012లో పరిశోధకులు ఈ LiDAR ఇమేజింగ్ పరికరాన్ని రోబోట్లకు అనువర్తించారు, దీని గుర్తింపు పరిధి 50 మీటర్లకు పైగా మరియు రిజల్యూషన్ 256 × 128కి పెరిగింది.
నిర్మాణ పటంలో చూపిన విధంగా, InGaAs అవలాంచ్ ఫోటోడిటెక్టర్ అనేది గెయిన్తో కూడిన ఒక రకమైన ఫోటోడిటెక్టర్. డబ్లింగ్ ప్రాంతం లోపల విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క చర్య కింద ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జంటలు తగినంత శక్తిని పొంది, పరమాణువులతో ఢీకొని కొత్త ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జంటలను ఉత్పత్తి చేస్తాయి. ఇది అవలాంచ్ ప్రభావాన్ని ఏర్పరచి, పదార్థంలోని అసమతుల్య చార్జ్ క్యారియర్లను రెట్టింపు చేస్తుంది. 2013లో, పరిశోధకులు MBE పద్ధతిని ఉపయోగించి InP సబ్స్ట్రేట్లపై లాటిస్ మ్యాచ్డ్ InGaAs మరియు InAlAs మిశ్రమలోహాలను పెంచారు. మిశ్రమలోహ కూర్పు, ఎపిటాక్సియల్ పొర మందం మరియు డోపింగ్లో మార్పుల ద్వారా క్యారియర్ శక్తిని మాడ్యులేట్ చేస్తూ, హోల్ అయనీకరణను కనిష్ఠంగా తగ్గించి, ఎలక్ట్రోషాక్ అయనీకరణను గరిష్ఠం చేశారు. సమానమైన అవుట్పుట్ సిగ్నల్ గెయిన్ కింద, APD తక్కువ నాయిస్ మరియు తక్కువ డార్క్ కరెంట్ను ప్రదర్శిస్తుంది. 2016లో, పరిశోధకులు InGaAs అవలాంచ్ ఫోటోడిటెక్టర్ల ఆధారంగా 1570 nm లేజర్ యాక్టివ్ ఇమేజింగ్ ప్రయోగాత్మక ప్లాట్ఫామ్ను నిర్మించారు. దీని అంతర్గత సర్క్యూట్...APD ఫోటోడిటెక్టర్ప్రతిధ్వనులను స్వీకరించి, నేరుగా డిజిటల్ సిగ్నల్స్ను అవుట్పుట్ చేయడం ద్వారా, మొత్తం పరికరాన్ని కాంపాక్ట్గా తయారు చేస్తుంది. ప్రయోగాత్మక ఫలితాలు చిత్రాలు (d) మరియు (e) లలో చూపబడ్డాయి. చిత్రం (d) అనేది ఇమేజింగ్ టార్గెట్ యొక్క భౌతిక ఫోటో, మరియు చిత్రం (e) అనేది త్రిమితీయ దూరపు చిత్రం. జోన్ Cలోని విండో ప్రాంతం, జోన్లు A మరియు B నుండి ఒక నిర్దిష్ట లోతు దూరాన్ని కలిగి ఉందని స్పష్టంగా చూడవచ్చు. ఈ ప్లాట్ఫారమ్ 10 ns కంటే తక్కువ పల్స్ వెడల్పు, సర్దుబాటు చేయగల సింగిల్ పల్స్ శక్తి (1-3) mJ, ట్రాన్స్మిటింగ్ మరియు రిసీవింగ్ లెన్స్ల కోసం 2° ఫీల్డ్ ఆఫ్ వ్యూ యాంగిల్, 1 kHz రిపీటేషన్ రేట్, మరియు సుమారు 60% డిటెక్టర్ డ్యూటీ సైకిల్ను సాధిస్తుంది. APD యొక్క అంతర్గత ఫోటోకరెంట్ గెయిన్, వేగవంతమైన ప్రతిస్పందన, కాంపాక్ట్ పరిమాణం, మన్నిక మరియు తక్కువ ఖర్చు కారణంగా, APD ఫోటోడిటెక్టర్లు PIN ఫోటోడిటెక్టర్ల కంటే ఒక ఆర్డర్ ఆఫ్ మాగ్నిట్యూడ్ అధిక డిటెక్షన్ రేటును సాధించగలవు. అందువల్ల, ప్రస్తుతం ప్రధాన స్రవంతి లేజర్ రాడార్ ప్రధానంగా అవలాంచ్ ఫోటోడిటెక్టర్లను ఉపయోగిస్తుంది.
పోస్ట్ సమయం: ఫిబ్రవరి-11-2026